Dürresommer: Trocken wie nie

Querschnitt eines Eichen-Baumstamms. Foto: Ulf Büntgen

Die jüngsten sommerlichen Dürreperioden und Hitzewellen hatten in Europa verheerende ökologische und ökonomische Folgen, die sich verschlimmern könnten, wenn die globale Erwärmung weiter zunimmt. „Wir sind uns alle dieser Anhäufung von außergewöhnlich heißen und trockenen Sommern in den letzten Jahren bewusst, aber wir brauchen eine präzise Rekonstruktion der historischen Situation. Dann erst sehen wir, wie sich die jüngsten Extremereignisse im Vergleich zu früheren Zeiten darstellen“, sagt Erstautor Prof. Ulf Büntgen von der Universität Cambridge in England und Seniorforscher am CzechGlobe – Global Change Research Institute der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik (GCRI).

Analyse stabiler Isotope in Baumringen

Die Dürreperioden nehmen über den Beobachtungszeitraum zu. Je stärker die rote Linie sinkt, desto trockener der Sommer. Grafik: Ulf Büntgen et al.

Die meisten Studien, die das Klima der Vergangenheit rekonstruieren, beschränken sich auf die Temperatur. Stabile Isotope in Baumringen liefern aber jährlich aufgelöste und kalendergenau datierte Informationen über die hydroklimatischen Veränderungen. Büntgen und seine Kolleginnen und Kollegen aus Tschechien, Deutschland und der Schweiz haben mehr als 27.000 Messungen der Isotopenverhältnisse von Sauerstoff und Kohlenstoff von 147 europäischen Eichen analysiert – und dabei eine Periode von 2110 Jahren abgedeckt. Die Baumproben stammen von historischen Brunnen, Gebäuden und Pfahlbauten sowie von Ufersedimenten und lebenden Bäumen.

Datenarchiv deckt über 2000 Jahre seit dem Römischen Reich ab

Die Wissenschaftler haben die Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope für jeden Ring eines jeden Baumes extrahiert und analysiert. Damit konnten sie die größte und detaillierteste Datensammlung über die hydroklimatischen Bedingungen in Mitteleuropa seit dem Römischen Reich bis heute erstellen.

Stabile Baumringisotope unterscheiden sich von den eher klassischen dendrochronologischen Parametern – das sind die Breite der Baumringe und die Holzdichte – weil sie die Umwelteinflüsse auf die Bäume widerspiegeln anstelle des Nettostammwachstums. Während die Kohlenstoffwerte von der Photosynthese abhängen, werden die Sauerstoffwerte von der Wasserversorgung beeinflusst. Zusammen zeigen die beiden Werte eine enge Wechselwirkung mit den klimatischen Bedingungen in der Vegetationsperiode.

Jüngstes Waldsterben in Mitteleuropa bestätigt Resultate

In dem Zeitraum von 2110 Jahren gab es sehr feuchte Sommer wie in den Jahren 200, 720 und 1100, aber auch sehr trockene Sommer wie etwa 40, 590, 950 und 1510 nach Christus. Trotz dieser Jahre zeigen die Ergebnisse, dass Europa in den letzten zwei Jahrtausenden allmählich trockener geworden ist. Die Baumproben von 2015 bis 2018 allerdings machen klar, dass die Trockenheit in den vergangenen Sommern alle anderen Schwankungen der letzten 2000 Jahre übertrifft. Auf Jahrhunderte mit einem langsamen, deutlichen Rückgang folgte ein steiler Abfall. Das Waldsterben in Mitteleuropas unterstreicht das.

Um den Einfluss des Menschen auch zukünftig abzuschätzen, werden modellbasierte Prognosen eingesetzt – der Vergleich der in der Studie aufgezeigten Langzeittrends der Bodenfeuchte aus der Vergangenheit zeigt allerdings große Unterschiede innerhalb verschiedener Erdsystemmodelle und unterstreicht die Notwendigkeit in der Weiterentwicklung sowie Verbesserung entsprechender Modellkomponenten. „Andererseits sind gerade hydrologische Veränderungen wegen der Komplexität und Unsicherheiten der involvierten Prozesse sehr schwierig zu simulieren und entsprechend abzuschätzen“, sagt Sebastian Wagner vom HZG-Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung.

Insgesamt geht das Forscherteam davon aus, dass die jüngste Häufung von ungewöhnlich trockenen Sommern sehr wahrscheinlich ein Ergebnis der menschengemachten Klimaerwärmung ist und der damit einhergehenden Veränderungen in der Position des Jetstreams. Das könnte für die Landwirtschaft, die Ökosysteme und die Gesellschaft insgesamt verheerende Folgen haben.